中职 语文出版社《数控铣削(加工中心)技术训练》1.2 了解数控加工工艺 教案(表格式)

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中职 语文出版社《数控铣削(加工中心)技术训练》1.2 了解数控加工工艺 教案(表格式)

资源简介

数控铣削(加工中心)技术训练理实一体课教案
项目一 数控铣床(加工中心)编程基础知识
任务 任务二 了解数控加工工艺
授课时间 年 月 日 授课班级
教学方法 讲授、讨论、提示启发、归纳总结法 授课时数 课时
教学用具 多媒体 教学资源 多媒体课件、教材
课前准备 1.实训设备、实习任务书、评分标准及多媒体课件的准备;2.学生工位分配。
教学目标 1. 了解数控加工工艺。 2. 了解数控加工阶段。 3. 掌握数控加工路线的确定原则及方法。
教学重点 1. 数控加工工艺分析。 2. 数控加工阶段的划分。 3. 数控加工路线的确定。
教学难点 数控加工路线的确定。
教学过程 1.数控加工工艺分析。2.加工阶段的划分。3.加工路线的确定。
实施环节 教学内容 导学方法
组织教学 1、检查学生出勤情况并做好记录。2、调整学生的注意力,为上课作准备。 互动交流
复习提问 1.数控加工的基本概念是什么?2.数控铣床(加工中心)的组成有哪些? 提问导思
导入 数控铣床(加工中心)是机械加工中的一种重要加工方式,由于其加工精度较高,一般用于工件的精加工。要想熟练掌握数控铣床(加工中心)的操作,只有了解数控铣床(加工中心)的加工对象和编程基础知识,才能为后期学习程序编制打下良好的基础。 启发学习积极性
讲授新课 一、数控加工工艺分析 数控机床设计加工工艺与普通机床设计加工工艺不同。普通机床零件的加工工艺依据的是工艺过程卡,机床加工的切削用量、工步的安排、进给路线的制订和操作往往都是由操作者自行决定,而数控机床是按照程序自动加工的,因此程序中必须包括零件加工的整个过程,如切削用量、进给路线、加工余量和刀具均需事先确定。这就要求编程人员,应对数控机床的性能、特点、切削范围和工夹量具等非常熟悉,否则就无法做到全面、正确、合理地编制数控加工程序。一般在数控编程中的工艺分析和处理主要包括如下内容。 1.数控加工内容在数控机床上加工零件,编程是必不可少的。一个完整的加工程序通常在编程时是按照已经制定好的数控工艺文件编制的,因此数控工艺文件是编程加工的基础。一般情况下,并非产品的全部内容都采用数控加工,而经常是其中的一部分进行数控加工。因此,在选择时,一定要结合实际情况,注意充分发挥数控机床的优势。(1)宜采用数控加工的情况① 普通机床难以加工的工件应优先选择;② 普通机床难加工,质量也难以保证的工件应作为重点选择的内容;③ 普通机床加工效率低,劳动操作强度大,可以根据情况使用数控机床进行加工。(2)不宜采用数控加工的情况① 需要用较长的时间调整加工的工件,例如,毛坯的粗加工;② 加工余量不均匀,且数控机床又无法自动调整的加工工件;③ 不能在一次安装中加工完成零件的各个部位,采用数控加工很不方便,效果不明显。此外,选择数控加工内容时,还要考虑生产的批量、生产的周期和工序间的周转情况等。总之,应尽量合理地选择数控机床,使之充分发挥数控机床的优势。2.加工工序的划分一个或一组工人,在一个工作地点对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程,称为工序。工序的划分原则有两种,工序集中原则和工序分散原则。(1)工序集中原则工序的集中原则就是将工件的加工,集中在少数几道工序内完成,每道工序的加工内容较多,工序集中原则的特点如下。① 工序数目少,工艺路线短,简化了生产计划和生产组织工作;② 工件安装次数少,缩短了辅助时间,容易保证加工表面的相互位置精度;③ 有利于采用高生产率的专用设备和数控机床,可以大大提高劳动生产率;④ 数控机床、专用设备和工艺装备投资大,尤其是专用设备和工艺装备调整和维修比较麻烦,生产准备工作量大,新产品转换周期长。(2)工序分散原则工序分散原则就是将工件的加工分散在较多工序内进行, 每道工序的加工内容很少。工序分散原则的特点如下。① 设备与工艺装备比较简单,调整方便,操作者容易掌握, 生产准备的工作量少,容易适应产品的更新换代;② 便于采用合理的切削用量,减少基本时间;③ 设备数量少,操作人员多。工序的集中与分散各有其优缺点,在拟订工艺路线时,工序集中与分散的程度,即工序数目的多少,主要取决于生产规模、现有的生产条件、零件的结构特点和技术 要求。在数控机床上加工零件,一般采用工序集中的原则安排工序。3.加工顺序的安排零件加工顺序通常是指切削加工工序的安排,这些加工工序的顺序的安排是否合理将直接影响到零件的加工质量、生产率和加工成本。加工顺序的安排原则有以下几点。(1)基面先行原则零件上用来作为定位装夹的精基准表面应优先加工出来,这样定位越精确,装夹误差就越小。如箱体零件总是先加工定位用的平面和两个定位孔,再以平面和定位孔作为精基准面装夹,加工其他孔系和平面。(2)先粗后精原则各个表面的加工顺序一般是按照粗加工→半精加工→精加工→光整加工的顺序进行的,这样一方面可使粗加工引起的各种变形得到恢复,另一方面能及时发现毛坯的各种缺陷,并能发挥粗加工的效率。在粗加工后精加工之前,最好有一段时间间隔或 安排时效处理后,再进行后道工序,以消除由于粗加工时工件产生的内应力,提高零件的加工精度。(3)先主后次原则零件上的工作面及装配精度要求较高的表面,属于主要表面,应先加工。自由表面、键槽、紧固用的螺孔和光孔等表面, 精度要求较低,属于次要表面,可穿插进行,一般安排在主要表面达到一定精度后,最终精加工之前加工。(4)先面后孔原则对箱体类零件,为了提高孔的位置精度,应先加工面,后加工孔。这样安排加工顺序,一方面用加工过的平面定位,稳定可靠,另外在加工过的平面上加工孔时,孔的轴线不易偏斜,并能提高孔的加工精度。二、加工阶段的划分当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足其要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量。为保证加工质量并合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质的不同,可分为粗加工、半精加工、精加工和光整加工四个阶段。1.粗加工阶段主要任务是切除各表面上的大部分余量和提高生产率,并能及时发现毛料的各种缺陷,采取补救措施,同时可以及时报废无法挽救的毛料,避免浪费时间。2.半精加工阶段使粗加工产生的误差和变形,通过半精加工予以纠正,并逐步提高零件的精度和表面质量,并为主要表面的精加工做准备。3.精加工阶段保证各主要表面达到图样要求,其主要问题是如何保证加工质量。4.光整加工阶段对于表面粗糙度要求很细和尺寸精度要求很高的表面,还需要进行光整加工。其目的是提高表面质量,一般不能用于提高形状精度和位置精度,常采用的加工方法有金刚车(镗)、研磨、珩磨、超精加工、镜面磨、抛光及无屑加工等。三、加工路线的确定在数控加工中,刀具刀位点相对于零件运动的轨迹称为加工路线,加工路线也称为走刀路线。编程时,数控铣床加工工艺路线的确定原则主要有以下几点:①加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度,且效率较高; ②缩短走刀路线,减少进退刀时间和其他辅助时间; ③使数值计算简便,以减少编程工作量; ④加工路线还应根据工件的加工余量和机床、刀具的刚度等具体情况确定; ⑤选择工件在加 工切削后变形小的路线。按照数控铣削加工工艺路线的确定原则,下面对某些典型的加工路线进行分析。1.点位控制加工路线孔加工路线是最常见的点位控制加工路线,如图 1-9 所示。在普通机床上进行钻孔加工时,通常采用分度头或圆转台对各孔进行分度,以圆周方式加工路线进行钻孔,如图 1-9(a)所示。但对于数控机床而言,机床定位精度高、定位过程快,因此这类数控机床应按空程最短来安排走刀路线如图1-9(b)所示,以节省加工时间,提高效率。图 1-9 点位控制加工路线2.轮廓加工路线内外轮廓的加工,一般采用立铣刀侧刃进行切削,在铣削的过程中,工件、刀具、夹具、机床系统等处在弹性变形平衡的状态下,在进给停顿时,切削力减小,会改变系统的平衡状态,刀具会在进给停顿处的零件表面上留下刀痕, 因此在轮廓加工中应避免进给停顿。其轮廓加工路线确定原则如下:(1)切入、切出方法选择采用立铣刀铣削外轮廓侧面时,铣刀在切入和切出零件时,应沿与零件轮廓曲线相切的切线或切弧上切向切入、切向切出,如图 1- 10 所示,刀具的运动轨迹应为图 1- 10(b)所示的 A→ B → C → B → D 轨迹,而不应为图 1- 10(a)所示的沿法向直接切入零件的轨迹,以避免加工表面产生刀痕,保证零件轮廓光滑。图1-10 外轮廓切入切出铣削内轮廓侧面时,一般较难从轮廓曲线的切线方向切入、切出,这样应在区域相对较大的地方,用切弧切向切入和切向切出,如图 1- 11 所示,刀具的运动轨迹为 A→B→C→B→D。图1-11 内轮廓切弧切入切出(2)型腔切削方法选择型腔切削加工的方法有三种,即行切法、环切法和先行切最后环切法,如图 1- 12所示,三种方案中,图 1- 12(a)所示的方案最差(左、右侧面留有残料),图 1- 12(c) 所示的方案最好。图1-12 型腔切削方法3. 曲面加工路线机械加工中,常会遇到各种曲面类零件,如模具、叶片螺旋桨等。这些零件在数控铣床上加工时,常选用球头铣刀运用“行切法”进行加工。所谓行切法是指刀具的切点轨迹是一行一行的,而行间的距离是按零件的加工精度要求确定的。如图 1- 13 所 示的发动机大叶片,可采用两种加工路线。采用图 1- 13(a) 的加工方案时,每次沿直线加工,刀位点计算简单,程序少, 加工过程符合直纹面的形成,可以准确保证母线的直线度。当采用图 1- 13(b)所示的加工方案时,符合这类零件数据给出情况,便于加工后检验,叶形的准确度高,但程序较多。由于曲面零件的边界是敞开的,没有其他表面限制,所以曲面边界可以延伸,球头刀应从边界外开始加工。图1-13 曲面加工的两种路线 结合多媒体讲解数控加工工艺讲解数控加工的内容,了解哪些情况可以采用数控加工,哪些情况不采用数控加工讲解加工工序划分原则讲解加工工序安排原则,工序是否合理,直接影响到加工质量。讲解数控加工的4个阶段结合多媒体讲解数控加工路线,需要注意5点原则。结合多媒体讲解点位、轮廓、曲面的加工路线
课堂小结 1.数控加工工艺分析。2.加工阶段的划分。3.加工路线的确定。
课后作业
教学后记

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